I PROCESSI
I PROCESSI
Tazzaggio e rimestamento: operazione con la quale l'operatore, mediante un attrezzo tipo mestolo, estrae il metallo liquido dal crogiolo per trasferirlo in conchiglie o altri sistemi di colata, oppure per rimescolare il metallo liquido nel crogiolo.
Depurazione: operazione con la quale l'operatore, mediante un attrezzo tipo schiumarola, raccoglie le scorie galleggianti sulla superficie del metallo liquido. Allo stato liquido l'alluminio dissocia le molecole d'acqua, dovute all'inevitabile umidità ambientale con cui entra in contatto, nei suoi componenti ossigeno e idrogeno. L'ossigeno, nei cui confronti l'alluminio è altamente reattivo, provoca la formazione di ossido sotto varie forme (particelle, grumi, pellicole) sulle superfici dei pani durante la loro produzione e sulla superficie del bagno durante la loro rifusione; l'eliminazione dal liquido di tali impurità si realizza trasformandole chimicamente in masse leggere (scorie) affioranti sulla sua superficie e perciò facilmente asportabili. I prodotti in grado di effettuare questa trasformazione vengono generalmente forniti sotto forma di polveri o pastiglie dette "flussi depuranti". I flussi oggi disponibili sono accettabilmente rispettosi dell'ambiente, poco o per nulla igroscopici, in grado di produrre rapidamente scorie molto leggere e con bassa ritenzione di metallo.
Affinazione del grano: le prestazioni meccaniche dei getti risultano tanto più elevate quanto più piccole sono le dimensioni dei grani che li compongono. Il numero di germi può essere aumentato o incrementando la velocità di solidificazione o iniettando nel liquido particelle altofondenti che fungono da nuclei eterogenei. Il primo metodo richiede l'impiego di forme metalliche ad alta capacità e conducibilità termica e il secondo l'adozione di affinanti. Tale operazione venne resa più efficace e ancora più agevole dalla disponibilità di pastiglie al Ti-B da dissolvere in siviera immediatamente prima della colata. Il Germinal è un flusso affinante in pastiglie con elevata resa. Contiene sali di Titanio e Boro per consentire la formazione di una sottile grana nella struttura delle leghe di Alluminio. Il prodotto non svolge alcuna azione degasante, pertanto è consigliabile di eseguire un trattamento di degasaggio dopo aver effettuata l'affinazione con il Germinal. Consigliamo, per questo scopo, l'uso dell'Elidron che favorirà l'eliminazione dell'idrogeno, ridurrà la porosità del getto, il contenuto di ossidi in sospensione e faciliterà la distribuzione dei nuclei di cristallizzazione. Durante la fusione, la carica metallica deve essere protetta dal flusso copertore Crystal. Quando il metallo è pronto per il trattamento di affinazione, consigliamo di spostare o togliere le scorie galleggianti sul bagno per evitare che le pastiglie di Germinal, quando vengono campanate, possano intrappolare scorie all'interno del bagno. La stessa avvertenza si consiglia di seguire durante il trattamento di degasaggio e disossidazione con Elidron. Utilizzando una campana forata, perfettamente secca e pulita, con fori del diametro di 15 mm verniciata con Metkote al fine di evitare la contaminazione di ferro, affondare le pastiglie di Germinal sul fondo del bagno metallico. Terminato il trattamento di affinazione eseguire l'operazione di disossidazione e di degasaggio con Elidron. Alla fine dei trattamenti cospargere sulla superficie del bagno 0.1-0.2 kg (per ogni 100 kg di metallo) di scorificante Crystal. Agitare il Crystal solo in superficie al fine di metterlo in intimo contatto con gli ossidi galleggianti. Togliere le scorie, schiumare perfettamente la superficie del bagno, attendere 5 minuti e dare inizio alla colata dei getti.
Degasaggio: operazione con la quale l'operatore, mediante un attrezzo simile ad una campana forata, immerge nel metallo liquido idonei prodotti per il degasaggio del bagno per eliminare i gas presenti nello stesso, affinchè non abbiano a creare inclusioni nel metallo una volta solidificato. Gli atomi di idrogeno, liberatisi grazie alla scissione delle molecole d'acqua operata dall'alluminio liquido a contatto con l'aria umida, non si combinano chimicamente con questo, ma vi entrano in soluzione in quantità tanto maggiore quanto più alta è la sua temperatura. Durante il raffreddamento dalla temperatura del bagno fino alla temperatura ambiente del getto l'alluminio rifiuterà dunque sempre più decisamente gli atomi di idrogeno, che si costituiranno in molecole e successivamente in bolle: una parte di queste abbandonerà spontaneamente la massa metallica mentre questa è ancora liquida, ma un'altra parte si rifugerà nelle zone del getto a raffreddamento più lento e vi resterà intrappolata quando anche queste saranno divenute solide. In teoria queste zone sono le materozze (predisposte proprio per assumere in sè le cavità di ritiro e le bolle di idrogeno), ma in realtà i gas holes possono inficiare anche il pezzo, riducendone le prestazioni di esercizio. E' dunque estremamente importante degasare, cioè sottrarre artificialmente l'idrogeno, dalla massa ancora liquida. Attualmente si usa azoto rilasciato da pastiglie degasanti e disossidanti Elidron, consigliate per il lavaggio del bagno con azoto, per la rimozione degli ossidi in sospensione, per l'eliminazione dei gas intrappolato con gli stessi e dell'idrogeno contenuto nel bagno. Le pastiglie di Elidron svolgono un'azione degasante intensa in quanto, durante la reazione, liberano una grande quantità di azoto. Le pastiglie di Elidron, nella quantità di 1 Kg, alla temperatura di 720°C liberano circa 350 litri di gas di azoto. Le pastiglie di Elidron svolgono un'azione a duplice effetto, di natura sia fisica che chimica. La pastiglia per effetto del calore del bagno si decompone liberando azoto gassoso capace di portare in superficie l'idrogeno disciolto e gli ossidi sospesi nel bagno. L'azione chimica viene svolta dai sali, contenuti nel prodotto, capaci di reagire con gli ossidi e di svolgere un'ottima depurazione del metallo. La campagna forata, da utilizzare pe rl'immersione delle pastiglie, deve essere ben essiccata e protetta con la vernice Metkote 100. La campana deve essere dotata di fori del diametro di 10-12 mm per consentire una perfetta fuoriuscita del gas liberato dalle pastiglie e una completa ed omogenea distribuzione di gas nel metallo. Campanare le pastiglie evitando che l'utensile raggiunga completamente la parte inferiore del bagno tipicamente ricca di ossidi o segregazioni sedimentate. Alla fine della reazione rimuovere la campana dal bagno e con l'aiuto di un flusso scorificante, adatto per la particolare lega, rimuovere le scorie. Lasciare riposare il metallo per 10 minuti e dare inizio alla colata o al prelievo del liquido. Si raccomanda di eseguire il trattamento con l'Elidron dopo il trattamento di affinazione con apposito Germinal, per facilitare la distribuzione dei nuclei di cristallizzazione all'interno del metallo.
Modifica: con questo termine si indica la trasformazione indotta da alcuni elementi sulla morfologia dei cristalli del composto eutettico Al-Ai (Si 11.7%) che, solidificando per ultimo (577°C), si dispone ai bordi dei grani delle leghe Al-Si. Grazie alla modifica questi cristalli abbandonano la geometria grossolana e spigolosa (aciculare) divenendo fini e arrotondati (globulari) con importanti ripercussioni sulla resistenza e soprattutto sull'allungamento a trazione dei getti. Il primo elemento usato per la modifica fu il sodio (anni '50), ma la sgradevolezza delle emanazioni, la violenza di reazione, che causa agitazione del bagno con conseguente assorbimento di idrogeno, nonchè il suo rapido decadimento (che causa un intervallo di colata molto ristretto) e la sua ossidabilità favorirono la ricerca di altre soluzioni. Alla fine degli anni '70 il problema fu risolto con le leghe pre-trattate allo stronzio, attivo quanto il sodio ed efficace per un tempo più lungo (può quindi sopportare la rifusione dei pani e quindi inserito direttamente del loro produttore) .